Bezprzewodowa komunikacja to jedno z ważniejszych osiągnięć ludzkości. Dzięki niej możemy kontaktować się z kimkolwiek chcemy, będąc (niemal) gdziekolwiek, korzystać z nawigacji by dotrzeć do celu podróży, a nawet odbierać dane od satelitów znajdujących się na skraju Układu Słonecznego. Istnieje jednak miejsce, w którym bezprzewodowa komunikacja wciąż jest mocno utrudniona.
Tym miejscem jest środowisko wodne, gdzie fale radiowe, na których bazują systemy bezprzewodowej komunikacji, przemieszczają się z większą trudnością niż w powietrzu czy próżni. Wynika to z gęstości tych ośrodków. Naukowcy próbują omawiany problem rozwiązać, pracując nad podwodną wersją Wi-Fi.
Aqua-Fi – system komunikacji dla płetwonurków
W 2018 roku naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej wykorzystali laser, by w środowisku wodnym przesłać wideo o rozdzielczości HD. Teraz, bazując na tej technologii, uczeni zaprojektowali system o nazwie Aqua-Fi.
Jak system Aqua-Fi miałby działać? Użytkownik, czyli najpewniej płetwonurek, najpierw musiałby z pomocą fal radiowych przesłać zebrane przez siebie dane (na przykład w formie zdjęć czy filmów) ze smartfona zamkniętego w wodoodpornym etui do niewielkiego urządzenia zamontowanego na jego butlach z tlenem. Mikrokomputer owego urządzenia następnie przekonwertowałby otrzymany sygnał na serię bardzo szybkich impulsów świetlnych, z których każdy reprezentowałby 1 lub 0 kodu binarnego. Impulsy byłyby wysyłane w stronę powierzchni wody albo z pomocą lasera emitującego fale promieniowania o długości 520 nanometrów, albo z pomocą zestawu zielonych LEDów. LEDy pozwalałyby na transmisję danych na krótszych dystansach, z wykorzystaniem niewielkiej ilości energii, natomiast laser na dystansach dłuższych, zużywając więcej energii.
Schemat przedstawiający działanie systemu Aqua-Fi. | Źródło: KAUST/ Xavier Pita
Po dotarciu do powierzchni wody impulsy świetlne zostałyby odebrane przez fotodetektor zamontowany na spodzie wybranego statku. Następnie, z pomocą połączonego z fotodetektorem komputera, nastąpiłoby przekonwertowanie sygnału na pliki zdjęć i filmów.
Technologia obiecująca, ale jeszcze nie idealna
Dotychczas system Aqua-Fi wykorzystano tylko do przesyłania multimediów między dwoma komputerami umieszczonymi pod wodą w odległości kilku metrów od siebie, w warunkach laboratoryjnych. Zanim będzie można używać go poza laboratorium, najpierw trzeba go nieco usprawnić – na przykład tak, aby radził sobie z rozpraszaniem światłą przez szybko przemieszczającą się wodę. Być może na to pozwoli zastosowanie sferycznego odbiornika, który byłby w stanie rejestrować impulsy świetlne nadciągające z każdej strony.
„Stworzyliśmy stosunkowo tani i elastyczny sposób, który pozwoli na połączenie środowisk wodnych z globalnym Internetem.”, powiedział Basem Shahida, jeden z autorów systemu. „Mamy nadzieję, że pewnego dnia Aqua-Fi będzie tak powszechne wykorzystywane pod wodą, jak Wi-Fi nad jej powierzchnią.”
Źródło: KAUST, Foto. tyt. KAUST/ Xavier Pita